Question

一質(zhì)量為M的探空氣球在勻速下降，若氣球所受浮力F始終保持不變，氣球在運(yùn)動過程中所受阻力大小僅與速度大小有關(guān)．現(xiàn)欲使該氣球以同樣大小的速度勻速上升，則需從氣球吊籃中減少的質(zhì)量為

2M-

2F

g

．

Answer 1

分析：（1）氣球在空氣中受到重力、阻力和浮力的作用，當(dāng)勻速下降時，受到的力是平衡力；
（2）氣球在上升和下降時，所受阻力的方向是不同的，阻力的方向總是與運(yùn)動方向相反．

解答：解：（1）當(dāng)氣球勻速下降時，重力方向豎直向下，浮力和空氣阻力方向都豎直向上，這三個力之間的關(guān)系是：重力=浮力+阻力，即Mg=F+f，所以f=Mg-F
（2）當(dāng)氣球以同樣勻速上升時，重力方向豎直向下，浮力方向豎直向上，空氣阻力方向豎直向下，這三個力之間的關(guān)系是：重力+阻力=浮力，設(shè)此時質(zhì)量應(yīng)為M′，即M′g+f=F；
（3）因此吊籃中應(yīng)減少的質(zhì)量為△m=M-M′=M-

F- f

g

=M-

F-(Mg-F)

g

=2M-

2F

g

．
故答案為：2M-

2F

g

．

點(diǎn)評：本題考查學(xué)生對物體的受力分析和二力平衡條件的理解應(yīng)用情況，是一道基礎(chǔ)題．